Premio Nobel de Química para investigadores de mecanismos de reparación de ADN

2015/10/07 Lakar Iraizoz, Oihane - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

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Diariamente el ADN celular sufre constantes alteraciones del medio, tanto por radiación ultravioleta como por radicales libres, o por otras sustancias capaces de transformar el ADN. Sin embargo, la Real Academia Sueca de Ciencias ha subrayado que “sorprendentemente el ADN permanece intacto”. Así, el Premio Nobel de Química 2015 recaerá en aquellos que descubrieron cómo funcionan los sistemas de reparación que mantienen el ADN y protegen la información genética a nivel molecular.

Este tema de investigación comenzó a finales de la década de 1960. En aquella época, los científicos consideraban que el ADN era una molécula extremadamente estable; reconocían la existencia de mutaciones en cada generación, imprescindibles para la evolución. Pero la información genética no podía ser muy inestable, porque de lo contrario sería imposible que existieran seres vivos pluricelulares.

Tomás Lindahl durante la investigación postdoctoral descubrió que las moléculas de ARN se degradaban rápidamente. Esto le llevó a pensar que el ADN tal vez no era tan estable como se pensaba y, experimentalmente, confirmó esa convicción. Es más, a la vista de los factores que perjudicaban el ADN, llegó a la conclusión de que algún sistema debía estar reparando todos estos daños. Abrió la puerta a un amplio campo de investigación.

Tres investigadores, tres mecanismos

El propio Lindahl descubrió y describió uno de estos mecanismos: la reparación por excisión de bases. Cuando se produce una alteración en una base de la cadena de ADN, se pone en marcha un mecanismo molecular para solucionarla: una enzima, la glicosilasa, corta la base; otras enzimas extraen el resto de los componentes de este nucleótido de la cadena y, finalmente, el hueco detenido se rellena con componentes no defectuosos. En 1996 regeneró in vitro.

Aziz Sancar descubrió el mecanismo que utilizan las células para reparar el daño causado por la radiación ultravioleta. En la reparación por excisión de nucleótidos, las enzimas extraen una docena de nucleótidos de la cadena de ADN que contienen nucleótidos deteriorados, y después, como en el caso anterior, la adn-polimerasa y la dna-ligasa llenan el hueco.

Por su parte, Paul Modrich describió el mecanismo para solucionar equiparaciones erróneas que se producen a intervalos de tiempo durante la replicación del ADN. De esta forma se reduce mil veces la frecuencia de fallos en la replicación. En este mecanismo también participa un grupo de enzimas. En este caso, sin embargo, se centra en los grupos de metilo de las cadenas de ADN. Si por error la cadena que debía estar metilada no se metiliza durante la copia del ADN, determinadas enzimas lo identifican, lo cortan y completan correctamente la copia.

Son más de estos tres mecanismos los que intervienen en la resolución del ADN y, cuando uno falla, la información genética empieza a cambiar y aumenta el riesgo de desarrollar cáncer. De hecho, en muchos tipos de cáncer, alguno de estos mecanismos está afectado. En base a este conocimiento, muchos investigadores trabajan en el desarrollo de fármacos y tratamientos contra el cáncer.